JPH07226355A - Exposure method and exposure apparatus - Google Patents

Exposure method and exposure apparatus

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JPH07226355A
JPH07226355A JP5189014A JP18901493A JPH07226355A JP H07226355 A JPH07226355 A JP H07226355A JP 5189014 A JP5189014 A JP 5189014A JP 18901493 A JP18901493 A JP 18901493A JP H07226355 A JPH07226355 A JP H07226355A
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exposure
light
focus
optical system
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Hiroyuki Nakano
博之 中野
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    • GPHYSICS
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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 実際の被露光材(実ウェハー等)上の状態を
加味したフォーカス決定を可能にして、フォーカス精度
の向上を図り、また、被露光材(ウェハー)の状態から
露光の際の適性露光量も求める構成にすることをも可能
にできる露光方法及び露光装置を提供する。 【構成】 ブラインド1a,1b等を用いることによ
り、レチクル2上に配置したフォーカスマークM部分に
のみ光を通す構成とし、これにより露光波長と同じ波長
の光を光学系を通して被露光材3(実ウェハー)に照射
してその反射光によりフォーカス位置を決定する露光方
法及び露光装置。
(57) [Abstract] [Purpose] The focus determination can be improved by taking into consideration the actual state of the exposed material (actual wafer, etc.) to improve the focusing accuracy. Also, from the state of the exposed material (wafer) (EN) Provided are an exposure method and an exposure apparatus which can be configured to obtain an appropriate exposure amount at the time of exposure. By using the blinds 1a, 1b and the like, light is allowed to pass only through the focus mark M portion arranged on the reticle 2, whereby light having the same wavelength as the exposure wavelength is passed through the optical system to expose the exposed material 3 (actually, An exposure method and an exposure apparatus that irradiate a wafer) and determine the focus position by the reflected light.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は露光方法及び露光装置に
関する。本発明は、例えば電子材料(半導体装置等)の
製造の際に用いる露光方法及び露光装置として利用する
ことができる。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an exposure method and an exposure apparatus. INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used as, for example, an exposure method and an exposure apparatus used when manufacturing an electronic material (semiconductor device or the like).

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体装置の高集積化にともない、半導
体装置に形成するパターンの段差は厳しくなっている。
パターン形成のためのフォトリソグラフィ工程における
露光の際、フォーカスのマージンは実際のパターン上で
余裕を持っているわけではなく、フォーカスのわずかな
ずれによりパターンが形成されなくなることも生ずるに
至ってきた。
2. Description of the Related Art As the degree of integration of semiconductor devices increases, the level difference between patterns formed on the semiconductor devices becomes more severe.
At the time of exposure in the photolithography process for pattern formation, the focus margin does not have a margin on the actual pattern, and the pattern may not be formed due to a slight shift in focus.

【0003】従来より用いられている露光機のフォーカ
ス系を、図5(a)に示す。この方式では、あらかじめ
設定されたベストフォーカスになるレンズ14と被露光
材であるウェハーの露光面30との距離d1 を入力して
おく。即ち図5(b)に示すように、光源11であるL
EDから出た光線が露光面30で反射し、位置検出セン
サー15に入る。その位置から露光面30とレンズ14
の距離を求め、d1 に合わせることにより、ベストフォ
ーカス位置にステージを動かしている。
A focus system of an exposure machine which has been conventionally used is shown in FIG. In this method, a preset distance d 1 between the best-focus lens 14 and the exposure surface 30 of the exposure target wafer is input. That is, as shown in FIG.
The light beam emitted from the ED is reflected by the exposure surface 30 and enters the position detection sensor 15. From that position, the exposure surface 30 and the lens 14
The stage is moved to the best focus position by finding the distance of and adjusting it to d 1 .

【0004】しかしこの方法では、光線がレンズ14を
通っていないので、レンズ14の状態を加味できない。
ベストフォーカスの決定は、パターンの微細化にともな
い、本来測長SEMの最適形状(図6に示すように、フ
ォトレジストPRの最適形状は、パターンが同じピッチ
であるようにしなければならない)から求めなくてはな
らないものであるため、結局上記の手法ではスループッ
トが悪いなどの問題が生じる。
However, in this method, since the light beam does not pass through the lens 14, the state of the lens 14 cannot be taken into consideration.
The best focus is originally determined from the optimum shape of the length-measuring SEM along with the miniaturization of the pattern (the optimum shape of the photoresist PR must have the same pitch as shown in FIG. 6). Since it is indispensable, the above method eventually causes problems such as poor throughput.

【0005】これに対して、露光波長と同じ波長を用い
て、レンズ中に光を通しフォーカスを求める手法があ
る。これはTTLと称されている。この光学系を図7に
示す。レチクル2を通った光は、レンズ14を通り、露
光面30で反射し、再びレンズ14を通り、レチクル2
に光が戻ってくる。レチクル2と露光面30は光学的に
等価な位置にあるため、フォーカスがずれていると、レ
チクル2を通過できる光量が減少する。それゆえ、光量
が最大になる位置がベストフォーカス位置になる。この
方法は、レンズ14の中を光が通過しているために日々
変化するレンズの状態を加味することができる。またス
ループットが良いという利点がある。
On the other hand, there is a method of determining the focus by passing light through the lens using the same wavelength as the exposure wavelength. This is called TTL. This optical system is shown in FIG. The light that has passed through the reticle 2 passes through the lens 14, is reflected by the exposure surface 30, passes through the lens 14 again, and passes through the reticle 2.
Light comes back to. Since the reticle 2 and the exposure surface 30 are at optically equivalent positions, if the focus is deviated, the amount of light that can pass through the reticle 2 decreases. Therefore, the position where the light amount is maximum is the best focus position. This method can take into account the state of the lens that changes day by day because light is passing through the lens 14. It also has the advantage of good throughput.

【0006】しかしこの方法は、露光波長と、同じ波長
の光を用いているため、実ウェハー上ではパターンが露
光されてしまうので用いにくい。また、実際には露光面
として、ミラー12A,12Bを用いて反射させている
ため、実際の被露光材であるウェハー上の状態(パター
ン、レジスト、下地等の状態)が反映しない。更に測長
SEMを用いた時には、要求される適性露光量が求めら
れないという問題がある。
However, since this method uses light having the same wavelength as the exposure wavelength, it is difficult to use because the pattern is exposed on the actual wafer. In addition, since the mirrors 12A and 12B are actually used as the exposure surface to reflect the light, the state of the actual wafer to be exposed (pattern, resist, base, etc.) is not reflected. Further, when the length measuring SEM is used, there is a problem that the required proper exposure amount cannot be obtained.

【0007】[0007]

【発明の目的】本発明は上記従来技術の問題点に鑑みて
なされたもので、本発明は、実際の被露光材(実ウェハ
ー等)上の状態を加味したフォーカス決定を可能にし
て、フォーカス精度の向上を図り、また、被露光材(ウ
ェハー)の状態から露光の際の適性露光量も求める構成
にすることをも可能にできる露光方法及び露光装置を提
供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned problems of the prior art. The present invention enables focus determination in consideration of the state on an actual material to be exposed (actual wafer, etc.) An object of the present invention is to provide an exposure method and an exposure apparatus which can improve the accuracy and can also be configured to obtain an appropriate exposure amount at the time of exposure from the state of a material to be exposed (wafer).

【0008】[0008]

【発明の構成】本出願の請求項1の発明は、レチクル上
に配置したフォーカスマーク部分にのみ光を通す構成と
し、これにより露光波長と同じ波長の光を光学系を通し
て被露光材に照射してその反射光によりフォーカス位置
を決定する構成とした露光方法であって、これにより上
記目的を達成したものである。
According to the invention of claim 1 of the present application, the light is transmitted only to the focus mark portion arranged on the reticle, whereby the light having the same wavelength as the exposure wavelength is irradiated to the exposed material through the optical system. The exposure method has a structure in which the focus position is determined by the reflected light thereof, and the above-mentioned object is achieved thereby.

【0009】本出願の請求項2の発明は、複数回の露光
を行う場合に、1露光毎にブラインドを用いてフォーカ
ス部分にのみ光を通すことによりフォーカス位置の決定
を行って露光する構成とした請求項1に記載の露光方法
であって、これにより上記目的を達成したものである。
According to the invention of claim 2 of the present application, when exposure is performed a plurality of times, a blind is used for each exposure to pass light only to a focus portion to determine a focus position and perform exposure. The exposure method according to claim 1, wherein the above object is achieved.

【0010】本出願の請求項3の発明は、レチクル上に
配置したフォーカスマーク部分に光を通し、これにより
露光波長と同じ波長の光を光学系を通して被露光材に照
射してその反射光により定めたフォーカス位置と、形状
から決定したフォーカス位置との差を求めることにより
適正フォーカス位置を決定する構成とした露光方法であ
って、これにより上記目的を達成したものである。
According to the invention of claim 3 of the present application, light is passed through the focus mark portion arranged on the reticle, whereby light having the same wavelength as the exposure wavelength is irradiated to the material to be exposed through the optical system, and the reflected light is used. An exposure method configured to determine an appropriate focus position by obtaining a difference between a determined focus position and a focus position determined from a shape, which achieves the above object.

【0011】本出願の請求項4の発明は、レチクル上に
配置したフォーカスマーク部分のみに光が通る構成で光
学系にブラインドを配置し、これにより露光波長と同じ
波長の光を光学系を通して被露光材に照射してその反射
光によりフォーカス位置のデータを求めるとともに、レ
チクル上に配置したフォーカスマーク部分に光を通し、
これにより露光波長と同じ波長の光を光学系を通して被
露光材に照射してその反射光により定めたフォーカス位
置と、形状から決定したフォーカス位置との差を予め求
めておき、前記データと該差とから適正フォーカス位置
を決定する構成とした請求項3に記載の露光方法であっ
て、これにより上記目的を達成したものである。
According to the invention of claim 4 of the present application, a blind is arranged in the optical system in such a structure that the light passes through only the focus mark portion arranged on the reticle, whereby light of the same wavelength as the exposure wavelength is transmitted through the optical system. While illuminating the exposure material and obtaining the focus position data from the reflected light, light is passed through the focus mark portion arranged on the reticle,
As a result, the light having the same wavelength as the exposure wavelength is applied to the material to be exposed through the optical system, and the difference between the focus position determined by the reflected light and the focus position determined from the shape is obtained in advance, and the data and the difference are calculated. The exposure method according to claim 3, wherein the appropriate focus position is determined from the above, and the above object is achieved thereby.

【0012】本出願の請求項5の発明は、レチクル上に
配置したフォーカスマーク部分のみに光が通る構成で光
学系にブラインドを配置し、これにより露光波長と同じ
波長の光を光学系を通して被露光材に照射してその反射
光を光検出器を通し、該光検出器により下地での反射率
を求め、これと下地への透過量から基板に吸収される光
量を求め、この光量と基板状態からパターン形成に最適
な露光量を求めることを特徴とする露光方法であって、
これにより上記目的を達成したものである。
According to the invention of claim 5 of the present application, a blind is arranged in the optical system in such a structure that light passes through only the focus mark portion arranged on the reticle, whereby light of the same wavelength as the exposure wavelength is transmitted through the optical system. The exposure material is irradiated and the reflected light is passed through a photodetector, the reflectance at the base is obtained by the photodetector, and the amount of light absorbed by the substrate is obtained from this and the amount of transmission to the base. An exposure method characterized by obtaining an optimal exposure amount for pattern formation from a state,
This achieves the above object.

【0013】本出願の請求項6の発明は、レチクル上に
配置したフォーカスマーク部分のみに光が通る構成で光
学系にブラインドを配置し、これにより露光波長と同じ
波長の光を光学系を通して被露光材に照射してその反射
光によりフォーカス位置を決定するとともに、該反射光
は光検出器を通し、該光検出器により下地での反射率を
求め、これと下地への透過量からレジストを含む基板内
に吸収される光量を求め、この光量とレジストの種類を
含む基板の状態からパターン形成に最適な露光量を求め
ることを特徴とする露光方法であって、これにより上記
目的を達成したものである。
According to the invention of claim 6 of the present application, a blind is arranged in the optical system in such a structure that light passes only through the focus mark portion arranged on the reticle, whereby light of the same wavelength as the exposure wavelength is transmitted through the optical system. The focus position is determined by irradiating the exposure material with the reflected light, the reflected light passes through a photodetector, the reflectance at the base is obtained by the photodetector, and the resist is determined from this and the amount of transmission to the base. An exposure method characterized in that the amount of light absorbed in a substrate containing the light is determined, and the optimal amount of exposure for pattern formation is determined from the state of the substrate including this amount of light and the type of resist, thereby achieving the above object. It is a thing.

【0014】本出願の請求項7の発明は、レチクル上に
配置したフォーカスマーク部分のみに光が通る構成で光
学系にブラインドを配置し、これにより露光波長と同じ
波長の光を光学系を通して被露光材に照射してその反射
光によりフォーカス位置を決定することを可能ならしめ
た露光装置であって、これにより上記目的を達成したも
のである。
According to the invention of claim 7 of the present application, a blind is arranged in the optical system in such a structure that light passes only through the focus mark portion arranged on the reticle, whereby light of the same wavelength as the exposure wavelength is transmitted through the optical system. An exposure apparatus capable of irradiating an exposure material and deciding a focus position by the reflected light thereof, thereby achieving the above object.

【0015】本出願の請求項8の発明は、複数回の露光
を行う場合に、1露光毎に前記ブラインドを用いたフォ
ーカス位置の決定を行って露光する構成とした請求項1
に記載の露光装置であって、これにより上記目的を達成
したものである。
According to the invention of claim 8 of the present application, when the exposure is performed a plurality of times, the focus position is determined using the blind for each exposure, and the exposure is performed.
The exposure apparatus described in (1) above achieves the above object.

【0016】本発明は、露光波長と同じ波長の光をレン
ズを通過させてベストフォーカスを決定する際、レチク
ル上に配置したフォーカスマーク部分のみに露光光が通
るようにレチクルの前または後の光学系にブラインドを
配置し、これにより実ウェハー等実際の被露光材上での
反射光を用いてフォーカスを決定する露光方法及び露光
装置として具体化できる。
According to the present invention, when the light having the same wavelength as the exposure wavelength is passed through the lens to determine the best focus, the optics before or after the reticle are arranged so that the exposure light only passes through the focus mark portion arranged on the reticle. This can be embodied as an exposure method and an exposure apparatus in which a blind is arranged in the system, and thereby the focus is determined using reflected light on an actual material to be exposed such as an actual wafer.

【0017】また、光学系中に位相を変えずに光量を増
加(反射光を増幅)させる素子・装置を設けるか、また
は、光量の増加させた光源を配置して光強度を増加させ
る態様で実施することができる。
In addition, an element / device for increasing the amount of light (amplifying the reflected light) without changing the phase is provided in the optical system, or a light source with an increased amount of light is arranged to increase the light intensity. It can be carried out.

【0018】また、上記のようにして決定したフォーカ
スと、形状から決定したベストフォーカスとのオフセッ
ト量を入力することにより、ベストフォーカスで露光す
る構成で実施することができる。
Further, by inputting the offset amount between the focus determined as described above and the best focus determined from the shape, exposure can be performed with the best focus.

【0019】また、光学系に光検知器(光増幅器が光検
知器を兼ねることもできる)を設け、これにより下地で
の反射率を求め、これと下地への透過量から基板に吸収
される光量(主にレジスト内に吸収される光量と考えら
れる)を求め、この光量とレジスト等の種類から、パタ
ーン形成に最適な露光量を求める構成で実施することが
できる。
Further, the optical system is provided with a photodetector (the optical amplifier can also function as the photodetector), the reflectance on the underlayer is obtained by this, and the substrate is absorbed from this and the amount of transmission to the underlayer. The amount of light (which is considered to be mainly the amount of light absorbed in the resist) is obtained, and the optimum amount of exposure for pattern formation is obtained from this amount of light and the type of resist or the like.

【0020】[0020]

【作 用】本発明においては、露光波長と同じ波長の光
をレンズを通した後実際の被露光材(実ウェハー等)上
で反射させることにより、実ウェハー等実際の露光面上
の状態を加味させてフォーカスを決定でき、よってフォ
ーカス精度が向上する。また、被露光面(ウェハー等)
の反射率から、露光の際の適性露光量を求めることがで
きる。
[Operation] In the present invention, light having the same wavelength as the exposure wavelength is passed through the lens and then reflected on the actual material to be exposed (actual wafer, etc.) to show the state of the actual exposure surface such as the actual wafer. The focus can be determined by taking into consideration, so that the focus accuracy is improved. Also, the exposed surface (wafer, etc.)
The appropriate exposure amount at the time of exposure can be determined from the reflectance of the.

【0021】[0021]

【実施例】以下本発明の実施例について、図面を参照し
て説明する。但し本発明は、以下の実施例により限定さ
れるものではない。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to the following examples.

【0022】実施例1 この実施例は、本発明を、微細化・集積化した半導体装
置の製造プロセスにおけるレジスト露光の際の露光技術
として具体化したものである。
Embodiment 1 This embodiment embodies the present invention as an exposure technique for resist exposure in a manufacturing process of a miniaturized and integrated semiconductor device.

【0023】本実施例の構成を、図1に示す。また本実
施例に用いるレチクル2a,2bには、図8に示すよう
に、フォーカス用のマークM1 ,M2 を配置する。この
とき、露光波長と同じ波長を用いるため、マークM1
2 の位置を、レチクル2a,2bごとに変えて配置す
る。その位置の座標に応じて、図1に示したブラインド
1a,1b(ブラインドは、レチクル2前の1aかレチ
クル2後の1bか、いずれか一方の位置にあればよい)
がフォーカスマークMの対応部分だけ開くようにしてお
く。この状態でフォーカス測定を行う。
The structure of this embodiment is shown in FIG. Further, as shown in FIG. 8, focusing marks M 1 and M 2 are arranged on the reticles 2a and 2b used in this embodiment. At this time, since the same wavelength as the exposure wavelength is used, the marks M 1 ,
The position of M 2 is changed and arranged for each of the reticles 2a and 2b. Depending on the coordinates of the position, the blinds 1a and 1b shown in FIG. 1 (the blind may be either 1a in front of the reticle 2 or 1b after the reticle 2).
Open only the corresponding part of the focus mark M. Focus measurement is performed in this state.

【0024】図1を参照する。まず図示の如くフォーカ
スマークの部分Mだけを光線が通る。光はレンズ14を
通り、被露光材3である実ウェハーで反射され、またレ
ンズ14を通り、レチクル2に戻る。実際に露光に用い
る被露光材3(ウェハー)で反射させるために、レジス
ト、下地などの被露光面(ウェハー面)の情報も含んで
いる。また、ブラインド1aまたは1bにより他の部分
は覆われているために、実パターン部分には露光されな
い。下地の情報を含んだ反射光は、ベストフォーカス時
はレチクル2と被露光材3(ウェハー)が光学的に等価
な位置になるため、ベストフォーカス時にレチクル2を
通過できる量が最大になる。その位置を求め、それがベ
ストフォーカス位置となる。
Referring to FIG. First, as shown in the figure, the light ray passes only through the portion M of the focus mark. The light passes through the lens 14, is reflected by the real wafer that is the material 3 to be exposed, passes through the lens 14, and returns to the reticle 2. In order to reflect on the exposed material 3 (wafer) actually used for exposure, information on the exposed surface (wafer surface) such as a resist and a base is also included. Further, since the other portion is covered by the blind 1a or 1b, the actual pattern portion is not exposed. Since the reticle 2 and the material to be exposed 3 (wafer) are in an optically equivalent position during the best focus, the amount of reflected light including the information about the background can pass through the reticle 2 during the best focus. The position is calculated, and it becomes the best focus position.

【0025】本実施例では、反射光は、ミラーを用いて
反射するとき(図7のTTL参照)よりも、実際の被露
光材3(実ウェハー)での反射の場合であるから、表面
の凹凸などにより反射光が減衰すると考えられる。そこ
で、反射光の光量を確保するために、強度の強いランプ
を別途使用する構成にすることができる。即ち、図1
(b)に示す如く、本露光用の光源11aと、これより
強度の大きいフォーカス決定用高出力光源11bを設け
て、両者を切換えられるように構成できる。また、反射
光がレチクル2に到達する前に反射光の強度を電気的に
増幅させる素子・装置である光増幅器13を設置するの
が良い。但し、この際、反射光の位相は変化させない。
In this embodiment, the reflected light is more reflected by the material 3 (actual wafer) to be exposed than when it is reflected by the mirror (see TTL in FIG. 7). It is considered that the reflected light is attenuated due to unevenness or the like. Therefore, in order to secure the quantity of reflected light, a lamp having a high intensity can be separately used. That is, FIG.
As shown in (b), a main exposure light source 11a and a focus determination high-output light source 11b having a higher intensity than the main exposure light source 11a can be provided so that they can be switched. Further, it is preferable to install an optical amplifier 13 which is an element / device that electrically amplifies the intensity of the reflected light before the reflected light reaches the reticle 2. However, at this time, the phase of the reflected light is not changed.

【0026】ベストフォーカス決定後、ブラインド1a
または1bを全面開き、本露光を行う。
After determining the best focus, the blind 1a
Alternatively, the entire surface of 1b is opened and main exposure is performed.

【0027】このフォーカスは、最初1回だけブライン
ドの開閉を行うことで、被露光材3(ウェハー)内の一
点だけで行うことができる。
This focusing can be performed only at one point in the exposed material 3 (wafer) by opening and closing the blind only once at first.

【0028】また、1ショット(1回の露光)ごとにブ
ラインドの開閉を行うことで、ショットごとにベストフ
ォーカスを求めるより精度を高めることができる。
Further, by opening and closing the blind for each shot (one exposure), it is possible to improve the accuracy more than obtaining the best focus for each shot.

【0029】本実施例によれば、従来より高スループッ
トで精度良くベストフォーカスが求められる。
According to this embodiment, the best focus can be obtained with higher throughput and accuracy than ever before.

【0030】即ち、実ウェハー等実際の被露光材上での
反射光を用いるために、下地のフォーカスに与える影響
を加味でき、フォーカス精度が向上する。また、実際の
被露光材(実ウェハー)上での反射光を用いるため、鏡
面で反射させた時より形状から求めたフォーカスとのオ
フセット量がばらつかなくなり、フォーカス精度が向上
する。かつ1ショットごとのベストフォーカスを決定で
きるので、厳しい条件の時は1ショットごとにベストフ
ォーカスを決定するようにするのがよい。通常は、1ウ
ェハーについてフォーカスを定めて実施することができ
る。また本実施例によれば、フォーカス決定までのスル
ープットが向上する。
That is, since the reflected light on the actual material to be exposed such as an actual wafer is used, the influence on the focus of the base can be taken into consideration, and the focus accuracy is improved. Further, since the reflected light on the actual material to be exposed (actual wafer) is used, the offset amount from the focus obtained from the shape does not fluctuate more than when reflected on the mirror surface, and the focus accuracy improves. In addition, since the best focus can be determined for each shot, it is preferable to determine the best focus for each shot under severe conditions. Usually, the focus can be set and implemented for one wafer. Further, according to this embodiment, the throughput up to focus determination is improved.

【0031】実施例2 本発明者の知見によれば、鏡で光を反射させることによ
り求めたTTL(図7参照)のベストフォーカスと、測
長SEMなどで形状から求めたベストフォーカスには、
ある一定のオフセットがある。この実施例は、この知見
に基づくものである。
Example 2 According to the knowledge of the present inventor, the best focus of TTL (see FIG. 7) obtained by reflecting light with a mirror and the best focus obtained from the shape by length measuring SEM are
There is a certain offset. This example is based on this finding.

【0032】鏡で光を反射させることにより求めたTT
Lのベストフォーカスと測長SEMなどで形状から求め
たベストフォーカスとのオフセットを示すのが、図2で
ある。また、下記表1にこのようなデータを示す。表1
のデータは、ノボラック系レジストを用いた場合のもの
である。
TT obtained by reflecting light with a mirror
FIG. 2 shows the offset between the best focus of L and the best focus obtained from the shape by a length measurement SEM or the like. Table 1 below shows such data. Table 1
The above data are for the case where a novolac-based resist is used.

【0033】[0033]

【表1】 [Table 1]

【0034】図2は約1ケ月にわたり、Si上にレジス
トを塗布してTTLから求めたベストフォーカスと、測
長SEMから求めたフォーカスとをプロットしたもので
ある。一定のオフセットを持っていることがわかる。そ
のオフセットの結果が表1で、他の2種類のレジストと
のオフセットを示している。
FIG. 2 is a plot of the best focus obtained from TTL after coating a resist on Si and the focus obtained from length measuring SEM for about one month. It can be seen that it has a constant offset. The result of the offset is shown in Table 1, which shows the offset with respect to the other two types of resists.

【0035】本実施例において、実施例1と同様の手法
を用いることにより実際の被露光材(実ウェハー)上で
の反射を用いてフォーカスを決定できる。それゆえ、被
露光材(ウェハー)と鏡との段差を考慮する必要がなく
なり、ばらつきの小さいオフセット量が測定でき、短い
期間でのオフセット量の決定が可能になる。
In this embodiment, the focus can be determined by using the same method as in Embodiment 1 by using the reflection on the actual material to be exposed (actual wafer). Therefore, it is not necessary to consider the step between the material to be exposed (wafer) and the mirror, the offset amount with a small variation can be measured, and the offset amount can be determined in a short period.

【0036】そのオフセット量を入力することにより、
実施例1のフォーカスをソフトを用いて自動的にオフセ
ットを加味したフォーカスにすることができ、更にフォ
ーカス精度を向上させることができた。
By inputting the offset amount,
The focus of Example 1 can be automatically adjusted to a focus with an offset using software, and the focus accuracy can be further improved.

【0037】実施例3 本実施例の構成を、図4にフロー図で示す。この実施例
は、本発明者による以下の知見に基づくものである。
Embodiment 3 The configuration of this embodiment is shown in the flow chart of FIG. This example is based on the following findings by the present inventor.

【0038】レジストのパターン形成には、レジスト内
に吸収される光量が関与している(レジスト以外の表面
の状態もある程度関与していると考えられる)。このレ
ジストPRにおける光吸収と、入射光、反射光、透過光
の関係を図3に示す。
The amount of light absorbed in the resist is involved in the pattern formation of the resist (the surface condition other than the resist is also considered to be involved in some degree). FIG. 3 shows the relationship between the light absorption in the resist PR and the incident light, reflected light, and transmitted light.

【0039】本実施例においては、図3に示す原理に基
づき、あらかじめ下地とレジストを変化させ最適パター
ンが形成される露光量からレジスト内に吸収されるのに
最適な光量を求めておく。
In this embodiment, based on the principle shown in FIG. 3, the optimum amount of light to be absorbed in the resist is calculated in advance from the exposure amount by which the base and the resist are changed to form the optimum pattern.

【0040】本実施例では、実施例1と同様の光学系を
用い、この光学系を光が通過する際、光増幅器13(図
1参照)を光強度検知器として兼用して、この中を通る
入射光と反射光の量も同時に求める。ま下地を決定する
ことにより、レジストから下地への透過した光量がわか
る。入射光、反射光、透過光の量がわかるため、レジス
ト内に吸収される光量がわかり、入射光のうち何%がレ
ジストに吸収されるかという光量の割合がわかる。
In this embodiment, the same optical system as that of the first embodiment is used, and when light passes through this optical system, the optical amplifier 13 (see FIG. 1) is also used as a light intensity detector, and The amount of incident light and reflected light passing through is also obtained at the same time. By determining the base, the amount of light transmitted from the resist to the base can be known. Since the amounts of incident light, reflected light, and transmitted light are known, the amount of light absorbed in the resist is known, and the ratio of the amount of light absorbed in the resist is known.

【0041】露光量と吸収の割合から、あらかじめ下地
ごとに求めておいた吸収量になるまで露光することによ
り、最適パターンを形成する最適露光量を求めることが
できる。
The optimum exposure amount for forming the optimum pattern can be determined from the ratio of the exposure amount and the absorption, by performing the exposure until the absorption amount is obtained in advance for each underlayer.

【0042】こき方法により高スループットで最適露光
量を求めることができる。この方法をフロー図で示した
のが、図4である。即ち、図4に示す如く、本実施例で
は、レジストごとにパターン形成に最適な光吸収量を求
めてデータ化しておき(31a)、一方、下地の光透過
率を測定して、データベース化しておく(31b)。
With the scraping method, the optimum exposure amount can be obtained with high throughput. FIG. 4 shows a flow chart of this method. That is, as shown in FIG. 4, in this embodiment, the optimum light absorption amount for pattern formation is obtained for each resist and converted into data (31a), while the light transmittance of the underlayer is measured and stored in a database. (31b).

【0043】実施例1の光学系により、光検知器(光増
幅素子器が兼ねていてよい)より入射光と、反射光との
測定を汚行(32)。この測定結果と、上記データベー
ス化した(31b)情報とにより、レジスト内に吸収さ
れる光量が入射光に対してわかる(33)。また、入射
光に対する吸収量の割合がわかる(34)。また、露光
量に対する吸収量の割合がわかる(35)。上記と、予
めデータ化(31a)してあった情報とから、最適露光
量が被露光材(ウェハー)ごとに決定できるのである
(36)。
By the optical system of the first embodiment, the measurement of the incident light and the reflected light from the photodetector (which may also serve as the optical amplification device) is polluted (32). From this measurement result and the information (31b) stored in the database, the amount of light absorbed in the resist can be known with respect to the incident light (33). Also, the ratio of the amount of absorption to the incident light is known (34). Further, the ratio of the absorption amount to the exposure amount is known (35). The optimum exposure amount can be determined for each material (wafer) to be exposed from the above and the information previously converted into data (31a) (36).

【0044】[0044]

【発明の効果】本発明によれば、実際の被露光材(実ウ
ェハー等)上の状態を加味したフォーカス決定を可能に
して、フォーカス精度の向上を図り、また、被露光材
(ウェハー)の状態から露光の際の適性露光量も求める
構成にすることをも可能にした露光方法及び露光装置を
提供することができた。
According to the present invention, it is possible to determine the focus in consideration of the actual condition on the exposed material (actual wafer, etc.) to improve the focusing accuracy, and to improve the exposure accuracy of the exposed material (wafer). It was possible to provide an exposure method and an exposure apparatus capable of obtaining a suitable exposure amount at the time of exposure from the state.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】実施例1の構成を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a first embodiment.

【図2】実施例2を説明するための図である。FIG. 2 is a diagram for explaining a second embodiment.

【図3】実施例3を説明するための図である。FIG. 3 is a diagram for explaining a third embodiment.

【図4】実施例3を示すフロー図である。FIG. 4 is a flowchart showing a third embodiment.

【図5】従来技術を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing a conventional technique.

【図6】レジスト最適形状の説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram of a resist optimum shape.

【図7】従来のTTLオートフォーカス系の説明図であ
る。
FIG. 7 is an explanatory diagram of a conventional TTL autofocus system.

【図8】レチクルのフォーカスマーク配線例を示す図で
ある。
FIG. 8 is a diagram showing an example of focus mark wiring on a reticle.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11,11a,11b 光源 1a,1b ブラインド 2 レチクル 3 被露光材(実ウェハー) M,M1 ,M2 フォーカスマーク11, 11a, 11b Light source 1a, 1b Blind 2 Reticle 3 Exposed material (actual wafer) M, M 1 , M 2 Focus mark

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 G03F 9/00 H ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Internal reference number FI Technical display location G03F 9/00 H

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】レチクル上に配置したフォーカスマーク部
分にのみ光を通す構成とし、これにより露光波長と同じ
波長の光を光学系を通して被露光材に照射してその反射
光によりフォーカス位置を決定する構成とした露光方
法。
1. A structure in which light is transmitted only to a focus mark portion arranged on a reticle, whereby light having the same wavelength as the exposure wavelength is irradiated onto an exposed material through an optical system, and the focus position is determined by the reflected light. The exposure method configured.
【請求項2】複数回の露光を行う場合に、1露光毎にブ
ラインドを用いてフォーカス部分にのみ光を通すことに
よりフォーカス位置の決定を行って露光する構成とした
請求項1に記載の露光方法。
2. The exposure according to claim 1, wherein when the exposure is performed a plurality of times, the exposure is performed by determining the focus position by passing light only through the focus portion using a blind for each exposure. Method.
【請求項3】レチクル上に配置したフォーカスマーク部
分に光を通し、これにより露光波長と同じ波長の光を光
学系を通して被露光材に照射してその反射光により定め
たフォーカス位置と、形状から決定したフォーカス位置
との差を求めることにより適正フォーカス位置を決定す
る構成とした露光方法。
3. A light is passed through a focus mark portion arranged on a reticle, whereby light having the same wavelength as the exposure wavelength is applied to an exposed material through an optical system, and a focus position and shape determined by the reflected light are determined. An exposure method configured to determine an appropriate focus position by obtaining a difference from the determined focus position.
【請求項4】レチクル上に配置したフォーカスマーク部
分のみに光が通る構成で光学系にブラインドを配置し、
これにより露光波長と同じ波長の光を光学系を通して被
露光材に照射してその反射光によりフォーカス位置のデ
ータを求めるとともに、 レチクル上に配置したフォーカスマーク部分に光を通
し、これにより露光波長と同じ波長の光を光学系を通し
て被露光材に照射してその反射光により定めたフォーカ
ス位置と、形状から決定したフォーカス位置との差を予
め求めておき、 前記データと該差とから適正フォーカス位置を決定する
構成とした請求項3に記載の露光方法。
4. A blind is arranged in an optical system so that light passes through only a focus mark portion arranged on a reticle,
As a result, light with the same wavelength as the exposure wavelength is applied to the material to be exposed through the optical system, the data of the focus position is obtained from the reflected light, and the light is passed through the focus mark part placed on the reticle, which allows the exposure wavelength The difference between the focus position determined by the reflected light obtained by irradiating the exposed material with the light of the same wavelength through the optical system and the focus position determined from the shape is obtained in advance, and the appropriate focus position is determined from the data and the difference. The exposure method according to claim 3, wherein the exposure is determined.
【請求項5】レチクル上に配置したフォーカスマーク部
分のみに光が通る構成で光学系にブラインドを配置し、
これにより露光波長と同じ波長の光を光学系を通して被
露光材に照射してその反射光を光検出器を通し、該光検
出器により下地での反射率を求め、これと下地への透過
量から基板に吸収される光量を求め、この光量と基板状
態からパターン形成に最適な露光量を求めることを特徴
とする露光方法。
5. A blind is arranged in an optical system so that light passes through only a focus mark portion arranged on a reticle,
As a result, the light having the same wavelength as the exposure wavelength is irradiated to the exposed material through the optical system, the reflected light is passed through the photodetector, and the reflectance at the base is obtained by the photodetector. The exposure method is characterized in that the amount of light absorbed by the substrate is obtained from the above, and the optimal exposure amount for pattern formation is obtained from this amount of light and the substrate state.
【請求項6】レチクル上に配置したフォーカスマーク部
分のみに光が通る構成で光学系にブラインドを配置し、
これにより露光波長と同じ波長の光を光学系を通して被
露光材に照射してその反射光によりフォーカス位置を決
定するとともに、該反射光は光検出器を通し、該光検出
器により下地での反射率を求め、これと下地への透過量
からレジストを含む基板内に吸収される光量を求め、こ
の光量とレジストの種類を含む基板の状態からパターン
形成に最適な露光量を求めることを特徴とする露光方
法。
6. A blind is arranged in an optical system so that light passes only through a focus mark portion arranged on a reticle,
As a result, light having the same wavelength as the exposure wavelength is irradiated to the material to be exposed through the optical system, the focus position is determined by the reflected light, and the reflected light passes through the photodetector and is reflected by the photodetector on the base. The ratio is obtained, and the amount of light absorbed in the substrate containing the resist is obtained from this and the amount of transmission to the base, and the optimal exposure amount for pattern formation is obtained from the state of the substrate containing this amount of light and the type of resist. Exposure method.
【請求項7】レチクル上に配置したフォーカスマーク部
分のみに光が通る構成で光学系にブラインドを配置し、
これにより露光波長と同じ波長の光を光学系を通して被
露光材に照射してその反射光によりフォーカス位置を決
定することを可能ならしめた露光装置。
7. A blind is arranged in an optical system so that light passes through only a focus mark portion arranged on a reticle,
This makes it possible to irradiate the material to be exposed with light having the same wavelength as the exposure wavelength through the optical system and determine the focus position by the reflected light.
【請求項8】複数回の露光を行う場合に、1露光毎に前
記ブラインドを用いたフォーカス位置の決定を行って露
光する構成とした請求項1に記載の露光装置。
8. The exposure apparatus according to claim 1, wherein when the exposure is performed a plurality of times, the exposure is performed by determining the focus position using the blind for each exposure.
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